纳米零价铁改性生物炭对水中氨氮的吸附特性及机制

摘要：

传统生物炭材料对水中氨氮(NH4+-N)的吸附效果不佳.以生物炭为载体负载纳米零价铁制得生物炭基纳米零价铁复合吸附剂nZVI@BC,通过吸附实验,考察nZVI@BC对NH4+-N的吸附特性,并采用SEM-EDS、BET、XRD和FTIR分析nZVI@BC的组成和结构特性,探讨nZVI@BC吸附NH4+-N的主要机制.结果表明,在298K下铁/生物炭质量比为1∶30时制备的复合吸附剂(nZVI@BC1/30)对NH4+-N的吸附性能最佳,比负载前生物炭的吸附量提高了 45.96％,饱和吸附量可达16.60mg·g-1.伪二级动力学模型和Langmuir模型更符合nZVI@BC1/30对NH4+-N的吸附过程.共存阳离子与NH4+-N之间存在竞争吸附,其对nZVI@BC1/30吸附NH4+-N的影响顺序为:Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+.nZVI@BC1/30吸附NH4+-N的主要机制为氢键结合和离子交换.综上所述,采用纳米零价铁对生物炭进行改性能够提高NH4+-N的吸附效果,提升生物炭在水体脱氮领域的应用潜力.

关键词：生物炭、零价铁、改性、吸附、氨氮(NH4+-N)

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分类号：X131.2;X703.1(环境化学)

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后科学基金;江苏省产学研合作项目;污染控制与资源化研究国家重点实验室开放课题项目

在线出版日期：2023-06-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3270-3277